中學數學

高中數學

數列級數

\(1 + 2 + \dots + n = \frac{n(n + 1)}{2}\)
\(1^2 + 2^2 + 3^2 + \dots + n^2 = \frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6} = \frac{n(n + \frac{1}{2})(n + 1)}{3}\)
\(1^3 + 2^3 + \dots + n^3 = \frac{n(n + 1)}{2}^2\)

指對數

  • 任意數的0次方為1
  • 0的非零任意數次方為0
  • 0的零次方通常為undefine(黑洞?)

\(a > 0, b > 0, m , n \in \Bbb {R}\)

指數率

\(a^m \cdot a^n = a^{m + n}\)
\(a^{m^n} = a^{mn}\)
\((ab)^n = a^n b^n\)
\(a^{-n} = \frac{1}{a^n}\)
\(a^{\frac{m}{n}} = \sqrt[n]{a^m}\)

對數律

\(\log_a 1 = 0\)
\(\log_a a = 1\)
\(\log_a mn = \log_a m + \log_a n\)
\(\displaystyle \log_a \frac{m}{n} = \log_a m - \log_a n\)
\(\log_a x^m = m \log_a x\)
\(\log_a x = \frac{1}{\log_x a}\)
換底公式 \(\log_a{b}=\frac{{{\log }_{c}}b}{{{\log }_{c}}a} (c>0,\ c\ne 1) \)

三角函數

\(\sin(-x) = -\sin{x}\)
\(\cos(-x) = \cos{x}\)
\(\sin(\frac{\pi}{2} - x) = \cos{x}\)
\(\cos(\frac{\pi}{2} - x) = \sin{x}\)
\(\sin(\frac{\pi}{2} + x) = \cos{x}\)
\(\cos(\frac{\pi}{2} + x) = -\sin{x}\)
\(\sin(\pi - x) = \sin{x}\)
\(\cos(\pi - x) = - \cos{x}\)
\(\sin(\pi + x) = - \sin{x}\)
\(\cos(\pi - x) = - \cos{x}\)

\(\sin^2 {x} + \cos^2 {x} = 1\)
\(\tan^2 {x} + 1 = \sec^2 {x}\)
\(\cot^2 {x} + 1 = \csc^2 {x}\)

和差化積

\(\sin(\alpha + \beta) = \sin \alpha \cos \beta + \sin \beta \cos \alpha\)
\(\sin(\alpha - \beta) = \sin \alpha \cos \beta - \sin \beta \cos \alpha\)
\(\cos(\alpha + \beta) = \cos \alpha \cos \beta - \sin \alpha \sin \beta \)
\(\cos(\alpha - \beta) = \cos \alpha \cos \beta + \sin \alpha \sin \beta \)
\(\displaystyle \tan(\alpha + \beta) = \frac{\tan \alpha + \tan \beta}{1 - \tan \alpha \tan \beta}\)
\(\displaystyle \tan(\alpha - \beta) = \frac{\tan \alpha - \tan \beta}{1 + \tan \alpha \tan \beta}\)

倍角半倍角

\(\sin{2 \alpha} = 2 \sin \alpha \cos \alpha\)
\(\cos{2 \alpha} = \cos^2 {x} - \sin^2 {x} = 2 \cos^2 {x} - 1 = 1 - 2 \sin^2 {x}\)
\(\displaystyle \tan{2 \alpha} = \frac{2 \tan \alpha}{1 - \tan^2 \alpha}\)
\(\displaystyle \sin{\frac{\alpha}{2}} = \pm \sqrt{\frac{1 - \cos \alpha}{2}}\) (determine whether it is + or - by finding the quadrant that \(\frac{\alpha}{2}\) lies in)
\(\displaystyle \cos{\frac{\alpha}{2}} = \pm \sqrt{\frac{1 + \cos \alpha}{2}}\) (same as above)
\(\displaystyle \tan{\frac{\alpha}{2}} = \frac{1 - \cos \alpha}{\sin \alpha} = \frac{\sin \alpha}{1 + \cos \alpha}\)

國中數學

幾何

多邊形

三角形△

角的性質
  • 內角和:180°
  • 外角和:360°
  • 外角定理:任一外角等於與它不相鄰的另二個內角的和
邊的性質

設三邊長為a、b、c

  • 對任意△,二邊和大於第三邊,二邊差小於第三邊
  • 鈍角△ \(a^2 + b^2 < c^2\)
  • 銳角△ \(a^2 + b^2 > c^2\)\(b^2 + c^2 > a^2\)\(c^2 + a^2 > b^2\)
全等及相似

全等

  1. SSS全等:三邊分別對應相等
  2. SAS全等:二邊和其夾角皆相等
  3. AAS全等:二角和其中一角的對邊相等
  4. ASA全等:二角和夾邊相等
  5. RHS全等:對於直角△ ,斜邊和其中一股相等

相似

  1. SSS相似:三對應邊成比例
  2. AAA相似:三對應角相等
  3. AA相似:二對應角相等
  4. SAS相似:二對應邊成比例,且對應邊的夾角相等

內心:內切圓的圓心,取三內角平分線[1]交於一點可得,內心至三邊等距
外心:外接圓的圓心,取三中垂線[2]交於一點可得,外心至三頂點等距,直角三角形外心在斜邊中點
重心:三中線[3]交於一點可得。重心至頂點的距離恰為過此頂點中線的2/3。三中線將三角形切成六個面積相等的小三角形。

[1]:二線交於一點,所以其實二個內角平分線就夠了
[2]:同[1],也是二線就夠了
[3]:中線為頂點至對邊中點的連線。同[1],也是二線就夠了。

四邊形

平行四邊形

有二雙平行邊的四邊形

長方形(矩形)

四角直角的四邊形
四角直角保證有二雙平行邊,因此矩形為平行四邊形的特例

鳶形(箏形)

二雙鄰邊分別相等的四邊形
對角線互相垂直,其中一線被另一線平分,且平分它線的那條對角線亦平分頂角

菱形

四邊等長的四邊形,因此菱形為鳶形的特例
菱形對角線互相垂直平分,且對角線平分頂角

正方形

四角直角,四邊等長的四邊形
因此正方形為矩形和菱形的特例

梯形

一組邊平行,另一組邊不平行的四邊形

等腰梯形

不平行邊等長的梯形